What types of metal pieces can be produced by Investment Casting?

La evolución de la Microfusión a lo largo de los últimos años se ha dirigido a la fabricación de piezas más grandes y de mayor complejidad, principalmente como modo de adaptarse al desarrollo e innovación de las tecnología MIM y Additive Manufacturing. Estas dos tecnologías han acabado por implantarse en la fabricación del rango más pequeño de piezas. En el siguiente artículo, explicaremos la evolución de las piezas desde los inicios de la empresa, cuándo aplica mejor cada tecnología, las normas básicas y consejos que hay que tener en cuenta cuando se fabrican o encargan piezas metálicas producidas con Microfusión. 

Desde la experiencia de más de 50 años de Ecrimesa Group en fabricación de piezas metálicas, podemos observar en la imagen (Figura 1) cómo ha sido la evolución de la fabricación de piezas con Microfusión, desde piezas más pequeñas en 1970 hasta formatos más grandes en 2010 (Fuente: Ecrimesa)

Aún así, se siguen fabricando piezas de tamaño en Microfusión. Consideramos piezas pequeñas aquellas que son inferiores en peso a 100 gr y permanecen en la tecnología de Microfusión debido a algunas razones técnicas o económicas:

• Mejores propiedades mecánicas que otras tecnologías (ej: piezas de seguridad)
• Aceros no desarrollados en otras tecnologías
• Menor coste de fabricación del molde permanente para series cortas
• Prototipado rápido (Figura 3) 
• Si no disponen de superficies planas para apoyar (piezas MIM lo necesitan) 

En la siguiente imagen (Figura 4), podemos ver gráficamente qué tecnología es la más adecuada según la relación complejidad / tamaño. MIM, Microfusión, mecanizado, fundición a la arena o powder metallurgy. En Ecrimesa Group empleamos moldeo por inyección de metales, microfusión, mecanizado y fabricación aditiva, porque son las tecnologías más eficientes y que nos proporcionan mejores resultados a las demandas técnicas de nuestros clientes.

Cualquier pieza se puede fabricar mediante la tecnología de Microfusión, con aplicaciones diversas: 

• Aceros de construcción al carbono (C45), como los aceros para muellles (50CrV4), aceros de temple (42CrMo4) o aceros de cementación (16MnCr5).
• Aceros de herramientas para trabajo de corte en frío (1.2363), aceros de temple (1.2343), aceros rápidos (1.3343).
• Aceros inoxidables ferríticos y martensíticos con fácil mecanizado (X12CrMoS17), aceros de precipitación (174PH), austeníticos (1.4408), duplex (1.4582), áceros refractarios y de válvulas (1.4841).
• Aluminio.

Ecrimesa Group es especialista en ofertar aceros a la carta, personalizados para cada tipo de aplicación. Para la fabricación de piezas con la tecnología de Microfusión, han de tenerse en cuenta algunas normas básicas en relación a los medios productivos, las tolerancias dimensionales, reglas de diseño y acabado superficial. Veamos cada una de ellas: 

Medios productivos en la microfusión

1. Los medios productivos marcarán la viabilidad de la fabricación de una pieza determinada. A tener en cuenta que estos medios productivos pueden ser mayores y aunque en un inicio pueden suponer una restricción, con nuevos medios productivos quedarían solventados. 

• Inyección: Un molde de piezas que requiera unas dimensiones mayores a la apertura de placas de la máquina de inyección, no podrá ser fabricada, (Figura 5).

• Revestimientos: Limitaciones dimensionales en el tamaño de los tanques de barbotina, arenadoras, lechos fluidizados y conveyor han de ser valorados en la viabilidad. 

• Fundición: Limitación dimensional por la puerta de de la mufla de precalentamiento de moldes cerámicos. 

En Ecrimesa, actualmente se funden piezas en el rango de 1 gramo a 20 kg. Esto, en función de la disposición de la pieza en el montaje del mismo y considerando las creces de mecanizado en caso de que lo necesite, equivale a manejar unos pesos equivalentes de acero que se mueven entre los 10 y 50 kg por racimos de piezas. A su vez, en Ecrimesa, se fabrican piezas con dimensiones especiales. La limitación actual viene definida por un cubo de 300 mm, pudiedo ser en una dimensión hasta 650 mm (figura 8) siendo planas.

Tolerancias dimensionales en la microfusión

2. Tolerancias dimensionales lineales y de coaxiliadad de MF según norma VDG P690 2010.

En el pedido de compra se especificará el grado de precisión de las mismas. La precisión D3-A3, requerirán operaciones adicionales para llegar a satisfacerlas, tales como mecanizado. Las tolerancias generales son D2 frente a D1 de MF low cost.

Reglas de diseño en la técnica de la microfusión

3. Reglas de diseño
   Como norma general los espesores mínimo de fabricación serán de 2 mm en acero y de 1,5 mm en aluminio. Se evitarán ángulos y aristas vivas (figura 8).

• Evitar grandes superficies planas (añadir vaciados y tirantes).

• Evitar contrasalidas (precisarán machos cerámicos o de cera soluble).

• Evitar cambios bruscos de sección, diseñar tirantes, puentes para evitar deformaciones, evitar taladros ciegos profundos:

• En la Figura 11 se muestran distintas recomendaciones prácticas para el diseño.

Acabado superficial en la fabricación con la técnica de la microfusión

4. Acabado superficial: En la figura 10 se muestran las calidades superficiales en función del acabado de la pieza.

Para más información sobre el proceso de Microfusión en Ecrimesa Group, visita nuestra sección: